專利名稱：節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，特別是節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙 陽極炭塊裝置設(shè)備。
技術(shù)背景預(yù)焙炭陽極作為鋁電解生產(chǎn)的陽極材料，被譽為電解槽的“心臟”，在整個電解生 產(chǎn)中起著導(dǎo)通電路和參與電化學(xué)反應(yīng)的重要作用。炭陽極的參與和應(yīng)用，不僅確保著整個 鋁電解生產(chǎn)的順利進(jìn)行，而且在一定程度上影響著鋁電解生產(chǎn)的炭耗和能耗。目前鋁電解 工業(yè)中，理論上，電解生產(chǎn)1噸鋁需預(yù)焙炭陽極334Kg，但實際上，鋁電解過程中的炭耗一 般在480-500Kg/tAl左右，多出的部分為炭陽極在電解過程中的額外消耗。傳統(tǒng)炭陽極在 電解過程中消耗較多，造成極大的能源消耗，違國家的產(chǎn)業(yè)政策，直接導(dǎo)致了鋁廠成本的增 加；有效降低電解過程中炭陽極的額外消耗，一直是困擾鋁電解工業(yè)和鋁用炭素工業(yè)的發(fā) 展技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，是提供一種節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，它是采用將陽極 炭塊底部設(shè)置導(dǎo)流凹槽，有效排除電解過程中的陽極氣體，避免陽極氣體附集于陽極底面 形成氣膜，降低槽電壓，使電解槽陽極效應(yīng)系數(shù)減小，降低電解能耗，避免陽極炭塊與陽極 氣體二氧化碳的布達(dá)反應(yīng)發(fā)生，使電解炭耗降低；陽極炭塊開導(dǎo)流凹槽后，增加電解質(zhì)與陽 極的接觸面積，改善電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低電解槽壓降，有助于降低陽極的熱應(yīng)力，避免 陽極炭塊開裂。本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊采取以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，它是由碳 碗和凹凸異形平臺與半圓弧形倒角及導(dǎo)流凹槽構(gòu)成，凹凸異形平臺上設(shè)置多只碳碗，陽極 鋼爪連接固定在碳碗內(nèi)，預(yù)焙陽極炭塊底部四面邊棱設(shè)置成半圓弧形倒角和導(dǎo)流凹槽，凹 凸異形平臺上四周邊棱設(shè)置成半圓弧形邊棱。碳碗的作用是在鋁電解裝配過程中固定陽極 鋼爪，凹凸異形平臺的結(jié)構(gòu)是去掉炭陽極本身在電解過程中不起作用的部分，減少電解過 程中的炭渣量及殘極剩余量，降低實際電解炭耗；底部半圓弧形倒角是在電解時有效降低 電解液對陽極的沖擊，降低電解炭渣量；導(dǎo)流凹槽結(jié)構(gòu)能有效排除電解過程中的陽極氣體， 避免陽極氣體附集于陽極底面形成氣膜，降低槽電壓，使電解槽陽極效應(yīng)系數(shù)減小，降低電 解能耗，避免炭陽極與陽極氣體CO2的布達(dá)反應(yīng)發(fā)生，使電解炭耗降低。本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高陽 極炭塊體積密度與強度，使用壽命，降低電解換極頻次，減少電解槽熱量損失，節(jié)約能源，降 低電解能耗，抗氧化性能穩(wěn)定，留下炭渣量少，改善電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，有助于降低陽極的 熱應(yīng)力，避免陽極炭塊開裂。

[0006]本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。1——碳碗2凹凸異形平臺3——半圓弧形倒角4——導(dǎo)流凹槽
具體實施方式
參照圖1、2、3，本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，它是由碳碗1和凹凸異 形平臺2與半圓弧形倒角3及導(dǎo)流凹槽4構(gòu)成，凹凸異形平臺2上設(shè)置多只碳碗1，陽極鋼 爪連接固定在碳碗1內(nèi)，預(yù)焙陽極炭塊底部四面邊棱設(shè)置成半圓弧形倒角3和導(dǎo)流凹槽4， 凹凸異形平臺2上四周邊棱設(shè)置成半圓弧形邊棱。碳碗1的作用是在鋁電解裝配過程中固 定陽極鋼爪，凹凸異形平臺2的結(jié)構(gòu)是去掉炭陽極本身在電解過程中不起作用的部分，減 少電解過程中的炭渣量及殘極剩余量，降低實際電解炭耗；底部半圓弧形倒角3是在電解 時有效降低電解液對陽極的沖擊，降低電解炭渣量；導(dǎo)流凹槽4結(jié)構(gòu)能有效排除電解過程 中的陽極氣體，避免陽極氣體附集于陽極底面形成氣膜，降低槽電壓，使電解槽陽極效應(yīng)系 數(shù)減小，降低電解能耗，避免炭陽極與陽極氣體CO2的布達(dá)反應(yīng)發(fā)生，使電解炭耗降低。本實用新型節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊的實施例，它是在炭陽極生產(chǎn)時，采用 添加劑技術(shù)，提高煤浙青的流動性和對煅燒石油焦的浸潤性，并有效的增強了對物料間及 物料顆粒內(nèi)部孔隙填充效果，提高了煤浙青的殘?zhí)剂?，?yōu)化了陽極內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，降低不同 物料的性能差異，改善炭陽極性能。同時，添加劑的加入，極大的提高了陽極對空氣及陽極 氣體CO2的抗侵蝕能力，使反應(yīng)殘留率提高了 10-20%，減少了陽極的二次反應(yīng)，延長陽極使 用壽命，降低電解炭耗。電解時，新上槽的炭陽極24小時后才能進(jìn)入正常電解工作狀態(tài)，期 間炭陽極受電解質(zhì)流動性的作用，在陽極進(jìn)入正常工作狀態(tài)前，炭陽極的底部邊棱已被電 解質(zhì)沖刷掉，陽極炭塊底部形成半圓弧形倒角3，即炭陽極底部邊棱不僅不能參與正常的電 解生產(chǎn)，而且還形成大量炭渣進(jìn)入電解質(zhì)中，增加電解炭耗，影響正常電解生產(chǎn)。另外，電解 時，炭陽極不能全部消耗完，要剩余約160mm高的殘極，以保證鋁的質(zhì)量品位及電解的工藝 參數(shù)穩(wěn)定性和鋼爪的完整性。根據(jù)電解生產(chǎn)的實際情況，將陽極的外觀形狀設(shè)計成凹凸異 形平臺，去掉炭陽極本身在電解過程中不起作用的部分，減少了電解過程中的炭渣量及殘 極剩余量，從而降低實際電解炭耗。同時，設(shè)計時，將炭陽極底部進(jìn)行開槽，以有效排除電解 過程中的陽極氣體，避免陽極氣體附集于陽極底面形成氣膜，降低了槽電壓，使電解槽陽極 效應(yīng)系數(shù)減小，降低了電解能耗，同時也避免了炭陽極與陽極氣體CO2的布達(dá)反應(yīng)發(fā)生，從 而使電解炭耗降低。另外，炭陽極開槽后，增加了電解質(zhì)與炭陽極的接觸面積，很好的改善 了電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，并降低了電解槽壓降，而且有助于降低陽極的熱應(yīng)力，避免了陽極炭 塊開裂。
權(quán)利要求一種節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，它是由碳碗(1)和凹凸異形平臺(2)與半圓弧形倒角(3)及導(dǎo)流凹槽(4)構(gòu)成，其特征是凹凸異形平臺(2)上設(shè)置多只碳碗(1)，陽極鋼爪連接固定在碳碗(1)內(nèi)，預(yù)焙陽極炭塊底部四面邊棱設(shè)置成半圓弧形倒角(3)和導(dǎo)流凹槽(4)，凹凸異形平臺(2)上四周邊棱設(shè)置成半圓弧形邊棱。
專利摘要本實用新型涉及一種節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊，特別是節(jié)能型鋁電解用預(yù)焙陽極炭塊裝置設(shè)備。它是由碳碗和凹凸異形平臺與半圓弧形倒角及導(dǎo)流凹槽構(gòu)成，凹凸異形平臺上設(shè)置多只碳碗，陽極鋼爪連接固定在碳碗內(nèi)，預(yù)焙陽極炭塊底部四面邊棱設(shè)置成半圓弧形倒角和導(dǎo)流凹槽，凹凸異形平臺上四周邊棱設(shè)置成半圓弧形邊棱。碳碗是在鋁電解過程中固定陽極鋼爪，導(dǎo)流凹槽能有效排除電解過程中的陽極氣體。效果是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高陽極炭塊體積密度與強度，使用壽命，降低電解換極頻次，減少電解槽熱量損失，節(jié)約能源，降低電解能耗，抗氧化性能穩(wěn)定，留下炭渣量少，改善電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性，有助于降低陽極的熱應(yīng)力，避免陽極炭塊開裂。
文檔編號C25C3/12GK201626990SQ20092035281
公開日2010年11月10日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者于易如, 李慶義, 賈魯寧 申請人:濟寧碳素工業(yè)總公司